考虑地球扁率的RNAV航路规划

考虑地球扁率的影响,在地理坐标系下推算区域导航(RNAV)航路点的经纬度坐标以及各航段的初始真航线角(TC)与航线距离,为机载区域导航设备提供更为精确的航迹指引和更为快捷的直飞航线。以IAG-75椭球参数为计算依据,根据空间向量分析,导出了RNAV大椭圆圈航线的初始TC、航线距离以及基于中间插值的航路点纬度计算方法。经计算,从B215航路的阜康至大王庄,现行等角航线距离为2642km,简化大圆航线模型的航线距离为2423.8km,而考虑地球扁率影响的大椭圆航线模型的航线距离为2435.3km。     

椭球面上绘制大地线的算法

针对传统二维线划图无法表达大区域地理要素的问题,该文提出了一种在椭球面上绘制大地线的算法。以等间距内插空间直线逼近空间曲线这一思想作为基础,通过Bessel大地主题正、反算及克莱劳方程,实现大地线内插与绘制的综合分析与解算。实验结果表明,该方法较好地解决了在参考椭球面上难以精确绘制大地线的问题,对传统地图向三维椭球面线划图的转换与应用具有一定的参考价值。     

基于地球椭球面模型的海上划界方法

目前,世界上还有许多国家的海洋边界没得到确定,由此引起的国家间海上争端事件不断。因此,开展海洋划界技术和方法研究,科学精确地确定两国间海洋边界显得十分必要。本文阐述了基于墨卡托投影的海图进行海上划界方法的不足,研究了利用高斯平均引数大地主题解算计算点到大地线的球面距离模型,最后设计了基于地球椭球面模型的等比例海上划界算法,并基于ArcGIS Engine实现划界功能。     

面向城市复杂区域的无人机倾斜摄影航线规划方法

本文针对城市复杂区域倾斜摄影建筑物遮挡问题,提出了一种无人机航线规划方法.该方法首先基于前期测区踏勘成果确定航线的高度范围,选择合适的高度并进行合理性验证;然后通过建筑最密集区域确定航线方向并计算重叠度;最终根据侧视影像临界点设计该区域的航线路径.本文以大型企业园区为例进行实景三维建模试验.结果表明,基于该方法建立的三...     

椭球面三角形外心的地图代数解法

椭球面三角形外心到3个相邻顶点的大地线距离都相等。面向椭球面空间的外心大地坐标的求解对于椭球面Voronoi图的生成和椭球面Delaunay三角网的构造具有重要作用。利用基于地图代数理论的矢栅结合方法,首先基于地图代数测地变换建立高精度椭球面空间距离场,再通过边界跟踪配对确定外心所在的栅格范围,最后通过数值计算内插生成初始等距点并不断逼近外心的精确大地坐标。试验结果表明,采用本文方法求解的椭球面三角形外心大地坐标,在103~104 km跨度内其定位误差小于0.001m,且算法非常适用于海量空间数据的高精度快速计算。     

应用等方位线解反大地主题问题

在大地主题的解算中,通常都是用大地线来进行计算的。任意曲面上的大地线是在该曲面上连结两点之间的最短曲线,也就是一条测地曲率为零的曲线。正如大家所知,在旋转椭球面上,这条曲线的微分方程为：     

测地主题正反解解算

由测地坐标系中大地线的微分方程式推导出其微分关系式，得出在地球椭球面上基于测地坐标进行正反解的算法和公式，它与大地主题解算公式相比，更为简捷明了。由实际计算数据表明，对于100km以下的距离解算，它亦能达到相当高的精度。因此测地坐标的点位表述不仅可用于DEM和GIS三维可视化，也可用于三维GIS建模以及空间度量和分析。     

最小不确定度约束下的极大可能性估计

以模糊集合理论为基础，提出了最小不确定度约束下的极大可能性估计准则、解算方法和迭代步骤。给出了新的观测值的质量标准体系。计算实例表明提出的方法是一种有效的、稳健的参数估计方法。     

基于等距圆的极球面投影距离量测方法

研究了极球面投影海图上准确便捷地量测距离的方法。推导了极球面投影下大圆航线和等角航线的方程,形状分析表明极区宜采用大圆航线量测距离;根据极球面投影下直线的几何意义推导了其距离计算公式,距离差值分析表明可用直线代替大圆航线准确量测距离;根据极球面投影上小圆线投影为圆的性质,提出了一种基于等距圆的准确便捷的距离量测方法,以满足极球面投影海图的极区导航应用需要。     

海洋磁力测量中确定最佳拖曳距离的一种方法

将测船等效为一个磁偶极子，推导出测船磁化模型及船尾磁场强度的计算公式，提出了确定最佳拖曳距离的理论计算方法。实验结果表明，理论计算方法确定的最佳拖曳距离与传统的海上实验法确定的结果相差一般不超过1m，验证了理论计算确定最佳拖曳距离方法的适用性。     

四种大地线微分公式的研究(续)

（3）博德米累尔公式中的方向改化和距离改化博德米累尔公式是应用了正形表象的方法,因此,不论由第一个椭圆体表象到第二个椭圆体（第二类微分公式）。还是椭圆体面表象到自身（第一类微分公式）,都必须研究如何将连接表象二端点的大地线改化为原来的大地线的方向和距离,也就是必须研究它的方向改化和距离改化问题。现就二类微分公式,分述如下：     

椭球面划界技术中海域界线的生成算法研究

如何推求基线（大地线）的平行线是基于椭球面划界技术中的一个难点问题，本文在研究了大地线平行线特点的基础上，提出了一种通过对大地线进行加密来构造大地线平行线的算法，该算法在国家间海域划界中得到了很大的应用。     

高斯平均引数计算大地坐标主题反解的迭代算法

在地球椭球面上如果已知两点的大地经、纬度,求两点间的大地线长度及其正、反大地方位角的过程称为大地主题反解.大地主题计算在空间技术、航空、航海、国防等现代科学技术领域被广泛使用.高斯平均引数公式是解决中程大地主题计算的一种经典的方法.给出一种新的大地主题反解的方法,即迭代算法.这种算法是在正算公式的基础上进行的,形式简单,便于理解与编程,避免了枯燥的反解公式的推导.     

海上距离元胞自动机分析法

针对障碍存在情况下距离变换研究较少的问题,提出了一种基于元胞自动机的绕障欧氏距离变换方法。以南海为例,基于海陆分布数据和目标点数据,以最短绕障路径长度为元胞状态,设计了包含距离算子的元胞状态转换规则。通过元胞自动机模拟距离扩散计算过程,得到绕障距离变换结果,并分析了绕障效果和精度。结果表明:本文方法动态直观地展示了绕障距离变换过程,能够自动计算绕过障碍的最短距离;具有更新机制,能够根据邻域的变化修正状态值;为绕障距离变换问题提供了一种近似的解决途径,错误率低于3.96%,可应用于航线设计、海上救助等领域。     

勒让德级数计算大地坐标主题反解的迭代算法

在地球椭球面上如果已知两点的大地经、纬度,求两点间的大地线长度及其正、反大地方位角的过程称为大地主题反解.大地主题计算用于空间技术、航空、航海、国防等现代科学技术领域.勒让德级数是解决短程大地主题计算的一种经典的方法.文献[1]中给出勒让德级数正解公式,现在给出该级数反解的算法,即迭代算法.这种迭代算法形式简单,便于理解与编程,避免了枯燥的反解公式的推导.     

大椭圆航线设计的空间矢量方法

针对传统大圆航线设计采用的球体模型和现代导航设备采用的椭球体模型不统一引起航行误差的问题,研究了基于空间矢量的大椭圆航线设计方法。通过采用空间矢量代数方法直接求解大椭圆顶点,并提出依据长轴矢量和短轴矢量的大椭圆描述方法,应用两个基本矢量推导大椭圆航线方位和航程计算公式,进而研究了大椭圆航线设计算法,重点提出了基于Newton-Raphson(N-R)的等距离航线设计算法。对比算例表明,大圆航线与大椭圆航线设计结果差异明显,大椭圆航线设计算法与航行阶段采用的地球模型一致,可消除大圆航线设计引起的误差,提高航海计算精度。     

法方程式解的可靠性判断及其应用

对于病态的法方程采用高斯-杜力特消元法进行计算时，有时会带来很大的偏差，而这种偏差在计算结果中是很难被发现的。由于计算位数的取舍不同，或者计算方式方法的不同，使得法方程式的解算有时会得出截然不同的结果。对于第一个原因，我们总可以采用足够多位的计算取位予以解决，而对于第二个原因，我们有必要对法方程的解做出鉴定，以确定其可靠性。本文试图运用矩阵的有关知识，推导出较为简单的估算法方程式解的可靠性方     

大地线极点归化纬度的迭代求解法

针对大地线极点归化纬度求解问题,通过利用两个白塞尔微分方程,结合克莱劳定理正弦形式和球面直角三角形Napier通用规则,推演得到白塞尔球面弧长σ和球面经差ω的归化纬度表达式,结合表达式得到椭球面经差和白塞尔球面弧长的微分关系式。通过已经推得关系式,引入三角函数,最终得到椭球面和白塞尔球面之间经度缩量的具体表达式和经度缩量之差的严密关系式。巧妙地分离了大地线流动点和最高点的归化纬度,得出大地线极点的归化纬度迭代计算式,最终求解大地线极点归化纬度。最后将此方法进行实际应用,与传统方法得出结果对比,证明此方法计算大地线极点归化纬度的可靠性。     

一种面向带状复杂区域倾斜摄影航线优化方法

针对带状复杂区域的倾斜摄影外业影像采集的数据冗余问题，该文提出了一种面向带状复杂区域的倾斜摄影航线优化方法。该方法基于前期勘测成果以及高清卫星影像数据，较好地确定了精确的测区范围并获取了测区的点、线、面等GIS空间数据；建立了以航线数目为目标函数的数学优化模型，并运用粒子群优化算法实现了对航线数目和飞行参数的快速求解；基于CAD、GIS以及大疆智图插件和开发接口进行航线规划和飞行设置，实现了数据的交换融合。该文以云南某道路工程项目为例进行试验。结果表明，引入较为成熟的最优化数学模型并运用数学方法建立起航线数目和航线规划参数之间的联系，对参数进行科学量化和约束，降低对工程经验的依赖。基于该模型建立的航线比常规航线规划软件所规划的航线节约了10%的飞行时间，影像照片数量上减少了9%,综合采集效率提升9.5%,所建立的倾斜摄影实景模型分辨率和精度均符合规范和项目要求。     

基于边界元的非连续(块体系统)形变反分析法

以边界元法按位移解平面应力问题方法为基础，取边界单元的位移和表面力为未知参量，区域上的位移方程为观测方程，区域上测得的位移为观测值，按最小二乘原理，先解出未知参量，然后按位移方程计算区域内的位移，按应力方程计算区域内的应力场。在此基础上，应用非连续形变分析的基本原理，讨论了保证非连续块体系统运动的合理性应附加的应力和运动学约束条件及其表达形式。以及判定块体间相互接触关系状况的方法，以确定是否附加应力和运动学约束。